设函数f(x)=x(x-1)2,x>0.(1)求f(x)的极值;(2)设0<a≤1,记f(x)在(0,a]上的最大值为F(a),求函数G(a)=F(a)a的最小值;(3)设函数g(x)=lnx-2x2

题目简介

设函数f(x)=x(x-1)2,x>0.(1)求f(x)的极值;(2)设0<a≤1,记f(x)在(0,a]上的最大值为F(a),求函数G(a)=F(a)a的最小值;(3)设函数g(x)=lnx-2x2

题目详情

设函数f(x)=x(x-1)2,x>0.
(1)求f(x)的极值;
(2)设0<a≤1,记f(x)在(0,a]上的最大值为F(a),求函数G(a)=
F(a)
a
的最小值;
(3)设函数g(x)=lnx-2x2+4x+t(t为常数),若使g(x)≤x+m≤f(x)在(0,+∞)上恒成立的实数m有且只有一个,求实数m和t的值.
题型:解答题难度:中档来源:镇江一模

答案

(1)f′(x)=(x-1)2+2x(x-1)=3x2-4x+1=(3x-1)(x-1),x>0.令f′(x)=0,得x=class="stub"1
3
或x=1,f(x),f′(x)随x的变化情况如下表
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∴当x=class="stub"1
3
时,有极大值f(class="stub"1
3
)=class="stub"4
27
,当x=1时,有极小值f(1)=0.
(2)由(1)知:f(x)在(0,class="stub"1
3
],[1,+∞)上是增函数,在[class="stub"1
3
,1]上是减函数,
①0<a≤class="stub"1
3
时,F(a)=a(a-1)2,G(a)=(a-1)2≥class="stub"4
9

特别的,当a=class="stub"1
3
时,有G(a)=class="stub"4
9

②当class="stub"1
3
<a≤1时,F(a)=f(class="stub"1
3
)=class="stub"4
27
,G(a)=
class="stub"4
27
a
class="stub"4
27

特别的,当a=1时,有G(a)=class="stub"4
27

由①②知,当0<a≤1时,函数G(a)=
F(a)
a
的最小值为class="stub"4
27

(3)由已知得h1(x)=x+m-g(x)=2x2-3x-lnx+m-t≥0在(0,+∞)上恒成立,
h′1(x)=
(4x+1)(x-1)
x

∴x∈(0,1)时,h′1(x)<0,x∈(1,+∞)时,h1(x)>0
∴x=1时,h′1(x)取极小值,也是最小值,
∴当h1(1)=m-t-1≥0,m≥t+1时,h1(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,
同样,h2(x)=f(x)-x-m=x3-2x2-m≥0在(0,+∞)上恒成立,
∵h′2(x)=3x(x-class="stub"4
3
),
∴x∈(0,class="stub"4
3
)时,h′2(x)<0,x∈(class="stub"4
3
,+∞),h′2(x)>0,
∴x=class="stub"4
3
时,h2(x)取极小值,也是最小值,
h2(class="stub"4
3
)
=-class="stub"32
27
-m≥0,m≤-class="stub"32
27
时,h2(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,
∴t+1≤m≤-class="stub"32
27

∵实数m有且只有一个,∴m=-class="stub"32
27
,t=-class="stub"59
27

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